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Pêndulo de Torção FEP 114 – Aula 1 Início da aula de HOJE 19:30 EM PONTO Das 19:10-19:30 Visitar equipamentos.

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1 Pêndulo de Torção FEP 114 – Aula 1 Início da aula de HOJE 19:30 EM PONTO Das 19:10-19:30 Visitar equipamentos

2 Objetivo: Estudar a dependência do momento de inércia de um corpo com relação à sua forma.

3 Vídeo

4 Introdução: Para um objeto contínuo, podemos escrever: Nota-se que o momento de inércia depende não somente da massa como da forma com que essa massa se distribui em relação ao eixo de rotação.

5 O Pêndulo de torção

6 Introdução: Fio Um fio resiste à torção de modo semelhante ao que uma mola resiste a mudanças em seu comprimento, logo, quando torcido a um pequeno ângulo θ, surge um pequeno torque restaurador dado por : Sendo a constante de proporcionalidade k inversamente proporcional ao comprimento L do fio, temos: Onde K 0 é uma caracter í stica do fio, independente do seu comprimento.

7 Introdução: Pêndulo de Torção Este consiste de um disco de massa m suspenso por um fio que gira em tordo no seu eixo de simetria. De acordo com a segunda lei de Newton, o torque nesse corpo será: No nosso caso, podemos considerar que o torque resultante é devido ao movimento restaurador do fio, logo:

8 Introdução: Pêndulo de Torção A solução dessa equação é: Onde θ M é a amplitude máxima da oscilação e é a fase

9 Introdução: Pêndulo de Torção O mais importante é obter o período T do movimento: Logo:

10 Introdução: Pêndulo de Torção Portanto, para obtermos o momento de inércia de um anel, basta medir o momento de inércia de um pendulo com e sem o anel. e: Logo, temos:

11 Introdução: Momento de Inércia do Tarugo e:

12 Introdução: Momento de Inércia do Tarugo

13 Introdução: Momento de Inércia do Anel e:

14 Introdução: Momento de Inércia do Anel

15 Resumindo Para determinar o momento de inércia do anel precisamos: Determinar o momento de inércia do pendulo sem o anel Medir arame Medir a dependência do período com o comprimento, com e sem anel Fazer ajuste de T 2 xL com e sem anel Usar equação 3.16

16 Procedimento Experimental: Grupos de 2 alunos; Identificar TODOS os equipamentos utilizados; Medir as dimensões e massa do anel adicional; Medir o diâmetro do fio; Medir o comprimento do fio e variá-lo de 10 em 10 cm, iniciando em 105cm e terminando em 15cm; Cada aluno deve medir 3 vezes o período de 3 oscilações para cada comprimento; Para o comprimento de 75cm cada aluno deve medir 6 vezes o período de 4 oscilações; Iniciar a medição com o maior comprimento possível (Por que?).

17 Pré-Síntese DADOS POR Introdução: Objetivos; Descrição dos conceitos físicos do experimento; Dedução das propagações de incertezas; Descrição do experimento Propagações Resultados: Tabela de dados COM INCERTEZAS; Gráfico de dados ajustados pelo MMQ, T 2 xL (todos os pontos se comportam de acordo com o modelo proposto?); Bibliografia Massa (g) Diâmetro externo (cm) Diâmetro interno (cm) Altura interna (cm) Altura externa (cm) Anel nº= BastãoXX DiscoXX FioXXXX Período 1 (s):Comprimento 1 (cm): Período 2 (s):Comprimento 2 (cm):


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